第十一章-污水生物处理系统中的主要微生物

第十一章污水生物处理系统中的主要微生物本节主要内容一废水处理中的几个概念二废水的好氧生物处理三废水的厌氧生物处理四生物法处理废水对水质的要求基本概念：有机物的生物分解：通过一系列的生化反应，最终将有机物分解成小分子有机物或简单无机物的过程。根据是否有氧气存在的条件下进行，生物分解分为好氧分解和厌氧分解两种。好氧分解最终产物是稳定而无臭的物质，包括二氧化碳、水、硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等。厌氧分解最终产物主要是甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等。好氧处理和厌氧处理:通常低浓度（COD＜1500mg/L）的有机污染物废水适合用好氧处理。对于高浓度有机污废水（COD≥1500mg/L）用厌氧处理更为适宜。为什么过高COD的废水不宜用好氧法？有机物浓度过高，好氧生物代谢迅速，水中溶解氧难以即时供应，好氧生物生长受限，很难保证处理质量，而厌氧生物则没有这种限制。活性污泥法和生物膜法：根据微生物在人工水处理设备中微生物所处状态的不同来进行的划分。原理：活性污泥法——模拟水体自净微生物在设备中呈悬浮状态，与污废水接触使之净化的方法；生物膜法——模拟土壤自净微生物附着于其他物体表面上成薄膜状，与污废水接触使之净化的方法。活性污泥既有好氧活性污泥法，也有厌氧活性污泥法，生物膜法既有好氧生物膜法也有厌氧生物膜法。二废水的好氧生物处理及处理构筑物内的微生物（一）废水的好氧生物处理1定义在有氧的情况下，借好氧M的作用，对有机物进行氧化分解。能量（氧化）无机物细胞物质（合成）有机物+氧+M2废水好氧生物处理作用对象溶解的有机物——直接渗入细胞内被吸收固体的、胶体的有机物——间接吸收附在菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为溶解性物质，渗入细胞。3废水好氧生物处理的优缺点优点：无臭气、时间短。处理效果较好。缺点：设备复杂，能耗大。4废水好氧生物处理的方法活性污泥法★、生物膜法★（生物滤池、生物转盘）。什么是活性污泥？活性污泥中起主要作用的是什么物质？？曝气池中形成的污泥（微生物群）！菌胶团！活性污泥法是一种应用最广的废水好氧生物处理技术（二）好氧活性污泥法中的微生物1什么是好氧活性污泥好氧活性污泥是在曝气状态下由多种多样的好氧微生物和兼性厌氧微生物(兼有少量的厌氧微生物)与污(废)水中有机的和无机固体物混凝交织在一起，形成的絮状体。（五）生物滤池中的微生物（生物膜法）包括：生物滤池（以此为例）生物转盘生物接触氧化法生物流化床生物膜法又称固定膜法。主要去除废水中溶解的和胶体的有机污染物。微生物为附着型1生物滤池工作的基本原理在滤池内设置固定的滤料，当废水自上而下滤过时，由于废水不断与滤料接触，微生物在滤料表面繁殖，逐渐形成生物膜。生物膜是由多种微生物组成的一个生态系统。当生物膜形成并达到一定厚度时，氧就无法透入生物膜内层，造成内层的厌氧状态，使生物膜的附着力减弱。此时，在水流的冲刷下，生物膜开始脱落。随后在滤料上又会生长新的生物膜。如此循环往复，废水流经生物膜后得以净化。生物滤池的结构图2什么是生物膜？微生物在滤料表面繁殖形成的膜状结构。是一个生态系统。结构由两部分组成附着生物体液膜好氧微生物（膜外层）厌氧微生物（接触滤料）附着水层流动水层大量有机物在好氧区被分解。厌氧区增厚使膜脱落，新膜形成滤料生物滤料上的生物膜生物滤料投加量普通接触氧化水解调节池好氧或厌氧流化床好氧好氧或厌生物塘或厌氧滤池反应池体积%8-13515-253-540-60•悬挂型填料•弹性立体填料网片式立体填料3生物滤池中的微生物污水中含有生物膜所需的各种微生物。夏季2～4周形成生物膜。冬季需2个月。细菌：多数为G-，能形成菌胶团。无色杆菌、黄杆菌、极毛杆菌、球衣细菌、贝氏硫杆菌真菌：镰刀菌、青霉、毛霉、地霉、多种酵母菌藻类：小球藻、蓝藻、绿藻（仅在滤池表面）原生动物：钟虫、盖纤虫、等枝虫、草履虫后生动物：轮虫、线虫。所处位置膜内膜表面膜外层生物组成以菌胶团为主要组分，辅以浮游球衣菌、藻类等固着型纤毛虫及游泳型纤毛虫轮虫、线虫、寡毛类的沙蚕、颗体虫功能净化和稳定污、废水水质促进滤池净化速度，提高滤池整体的处理效率去除滤池内的污泥、防止污泥积聚和堵塞普通滤池内生物膜的微生物群落表三废水的厌氧生物处理（一）厌氧生物处理的基本原理及厌氧微生物（二）厌氧生物处理的影响因素（三）厌氧法处理废水的特征（四）厌氧法处理废水的应用（一）厌氧生物处理的基本原理及参加的微生物废水的厌氧生物处理：在无氧的条件下，借多种厌氧微生物的作用处理废水。又叫厌氧消化。1979年布利安特（Bryant）等人提出厌氧消化的三阶段4类群理论。3阶段：1）发酵细菌作用阶段（水解发酵阶段）2）产醋酸细菌作用阶段（产氢、产乙酸阶段）3）产甲烷阶段4类群：1）发酵细菌2）产氢产乙酸细菌3）同型产乙酸细菌群4）产甲烷细菌厌氧生物分解基本理论：3阶段4类群理论厌氧消化三阶段四类群废水中有机物脂肪酸（丙酸、丁酸）、醇类乙酸H2+CO2发酵性细菌Ⅰ产氢产乙酸细菌Ⅱ同型产乙酸细菌产甲烷细菌CH4Ⅲ有机污泥——不溶性有机质、纤维素含量高。高浓度有机废水——一般先厌氧处理，后好氧处理。若直接好氧需大量稀释或降低进水量，处理费用较高。处理对象：有机污泥和高浓度的有机废水（四）厌氧法处理废水的特征工业级UASB装置://://钢制圆形结构混凝土方形结构（便于施工及分离器设置）四生物法处理废水对水质的要求•由于生物法中的各种微生物生长与水质关系密切，因而必须控制适宜的水质指标以保证微生物能够正常的生长和工作。•生物处理的水质要求表好氧生物处理厌氧生物处理备注氧气需不需温度℃10~4030~40只代表常用的中温细菌特点pH6~96.5~7.5BOD5500~1500mg/L之间，不低于50~100mg/L1500mg/L以上BOD：N：P100：5：1（350~500）：5：1工业废水常需要额外补充氮磷源